Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 61
61 – Um longo fio de alumínio de de diâmetro é extrudido a uma temperatura de . O fio é submetido a um escoamento cruzado de ar a com velocidade de . Determine a taxa de transferência de calor a partir do fio para o ar por metro de comprimento quando é inicialmente exposto ao ar.
Passo 1
Dados fornecidos:
Diâmetro do alumínio,
Temperatura de superfície do alumínio,
Temperatura do ar,
Velocidade do escoamento de ar,
Passo 2
A temperatura de filme é determinada a partir da seguinte relação:
Passo 3
Com a pressão de e temperatura média do filme , temos:
Obs.: Nesse caso é preciso fazer interpolação linear!!!
O número Prandtl é:
Condutividade térmica é:
A viscosidade cinemática é:
Passo 4
Calcule o número de Reynolds:
A velocidade do vento é .
O diâmetro do fio é .
Como o fluxo é considerado laminar.
Dessa forma, o número de Nusselt é determinado a partir da seguinte relação:
Passo 5
Podemos achar o coeficiente de transferência de calor por convecção a partir da seguinte relação:
Passo 6
A taxa de transferência de calor a partir do fio para o ar por metro de comprimento quando é inicialmente exposto ao ar, pode ser calculado da seguinte maneira:
Portanto, a taxa de transferência de calor é .
Resposta
Portanto, a taxa de transferência de calor é .